Synergistic physic-chemical pretreatment of lignocellulosic sugarcane bagasse via freezing and alkaline processes

Other Title(s)

المعالجة الفيزيائية والكيميائية التآزرية لتفل قصب السكر الليجنوسليلوز عبر عمليات التجميد والقلوية

Joint Authors

Farghali, Ahmad
Ahmad, Kariman
Abd al-Rahman, Ali

Source

Journal of Engineering Sciences

Issue

Vol. 50, Issue 1 (31 Jan. 2022), pp.1-19, 19 p.

Publisher

Assiut University Faculty of Engineering

Publication Date

2022-01-31

Country of Publication

Egypt

No. of Pages

19

Main Subjects

Civil Engineering

Topics

Abstract AR

تتناول هذا البحث موضوع تقدير التردد اللحظي (IF) لنظام الطاقة الذي سيتم استخدامه على سبيل المثال في وحدات قياس الطور (PMUs) المستخدمة للمراقبة والتحكم والحماية الهدف الرئيسي هو عمل تقدير دقيق لتردد نظام الطاقة في الوقت الفعلي وبأقل تأخير.

نقدم خوارزمية جديدة تعتمد على تحويل جابور Gabor Transform لتقدير التردد اللحظي.

كما قمنا بمراجعة عدد من خوارزميات تقدير التردد التي تم تناولها في الأبحاث والمقترح تطبيقها في أنظمة الطاقة وهي خوارزمية Zero Crossing وخوارزمية تحويل فورييه المنفصلة ثلاثية المستويات Three Level DFT وخوارزمية التطور التفاضلي Differential Evaluation تم عمل المحاكاة لمقارنة الأداء النسبي للخوارزميات الأربعة.

تشمل هذه الاختبارات اختبار التردد الثابت؛ تتبع التردد المتغير، والاختبار عندما يتغير كل من التردد والسعة، وأيضا عندما تحتوي الإشارة على التوافقيات الثالثة والخامسة والسابعة أو الضوضاء البيضاء أو إشارة التيار المستمر.

كشفت اختبارات المحاكاة أنه في ظل العديد من الظروف، قدمت خوارزمية Gabor أدنى مستوى لـ RMSE تقريبا في جميع الحالات أو على الأقل في المرتبة الثانية تحتاج خوارزمية Gabor إطارا من 4 دورات أو أقل بمعدل أخذ عينات يبلغ ۲۰۰ عينة / ثانية لتقدير التردد اللحظي بدقة.

ويمكن من خلال تداخل الإطارات، يمكن حتى استنتاج تقدير دقيق بعد كل دورة.

وجدنا أن خطأ مربع متوسط الجذر (RMSE) يكون صفرا بواسطة خوارزمية Gabor في حالة التردد الثابت، في ظل الظروف المذكورة أعلاه لمعدل أخذ العينات وعدد الدورات.

ومع ذلك، يمكن أيضا الوصول إلى هذا الصفر للـ RMSE من خلال ظروف الإشارة الأخرى إذا تم رفع تردد أخذ العينات و / أو عدد الدورات قليلا.

Abstract EN

This study focuses on employing a hybrid pre-treatment approach for lignocellulosic sugarcane bagasse (SCB) as a major problematic solid waste.

the applied technique depended on SCB physical pre-treatment via freezing, followed by chemical hydrolysis using alkaline hydrogen peroxide (AHP) and enzymatic hydrolysis.

the changes occurred in macrostructure and the entire lignocellulosic compounds during the pre-treatment stages were evaluated.

freezing pre-treatment resulted in relatively low glucose yield and saccharification ratio at -20 °c for 2 h of 307.52 mg / gm native SCB and 48.5%, respectively.

further ahp pre-treatment was performed for the frozen-pre-treated SCB at -20 °c and 2 h with assistance of box-behnken design response surface methodology (RSM).

the investigated key parameters were h2o2 concentration (3, 5.5 and 8 %v/v), temperature (25, 42.5 and 60 °c) and pre-treatment duration (1, 3 and 5 h).

the results revealed that the statistical modelling was able to predict the response of glucose yield and TRS production with r2 = 0.8221 and 0.8814, respectively.

applying the optimization tool of RSM, the optimum predicted values of glucose yield and TRS production were (886.51 mg/gm native SCB and 1.44 mg / ml), respectively; confirmed by the experimental analysis (898.5 mg / gm native SCB and 1.32 mg / ml), respectively.

the coincided saccharification ratio was 97.5%.

these results were obtained at H2o2 of 3 % (v / v), 56.93 °c and 1 h which were 4.32 and 2.01 times higher than that obtained during the freezing pre-treatment phase for glucose yield and saccharification ratio, respectively.

the results are higher that obtained in the literature for SCB with 2% (v / v) H2o2 at 30°c for 8 h.

therefore, the AHP following freezing pre-treatment proved the efficient break down of esterified linkage in the lignocellulosic matrix and DE acetylation of hemicellulose during the process.

American Psychological Association (APA)

Farghali, Ahmad& Ahmad, Kariman& Abd al-Rahman, Ali. 2022. Synergistic physic-chemical pretreatment of lignocellulosic sugarcane bagasse via freezing and alkaline processes. Journal of Engineering Sciences،Vol. 50, no. 1, pp.1-19.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393147

Modern Language Association (MLA)

Farghali, Ahmad…[et al.]. Synergistic physic-chemical pretreatment of lignocellulosic sugarcane bagasse via freezing and alkaline processes. Journal of Engineering Sciences Vol. 50, no. 1 (Jan. 2022), pp.1-19.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393147

American Medical Association (AMA)

Farghali, Ahmad& Ahmad, Kariman& Abd al-Rahman, Ali. Synergistic physic-chemical pretreatment of lignocellulosic sugarcane bagasse via freezing and alkaline processes. Journal of Engineering Sciences. 2022. Vol. 50, no. 1, pp.1-19.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393147

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references: p.15-18

Record ID

BIM-1393147